• 제목/요약/키워드: Ensembles

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황사장기예측자료를 이용한 봄철 황사 발생 예측 특성 분석 (Assessment of Performance on the Asian Dust Generation in Spring Using Hindcast Data in Asian Dust Seasonal Forecasting Model)

  • 강미선;이우정;장필훈;김미경;부경온
    • 대기
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    • 제32권2호
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    • pp.149-162
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    • 2022
  • This study investigated the prediction skill of the Asian dust seasonal forecasting model (GloSea5-ADAM) on the Asian dust and meteorological variables related to the dust generation for the period of 1991~2016. Additionally, we evaluated the prediction skill of those variables depending on the combination of the initial dates in the sub-seasonal scale for the dust source region affecting South Korea. The Asian dust and meteorological variables (10 m wind speed, 1.5 m relative humidity, and 1.5 m air temperature) from GloSea5-ADAM were compared to that from Synoptic observation and European Centre for medium range weather forecasts reanalysis v5, respectively, based on Mean Bias Error (MBE), Root Mean Square Error (RMSE), and Anomaly Correlation Coefficient (ACC) as evaluation criteria. In general, the Asian dust and meteorological variables in the source region showed high ACC in the prediction scale within one month. For all variables, the use of the initial dates closest to the prediction month led to the best performances based on MBE, RMSE, and ACC, and the performances could be improved by adjusting the number of ensembles considering the combination of the initial date. ACC was as high as 0.4 in Spring when using the closest two initial dates. In particular, the GloSea5-ADAM shows the best performance of Asian dust generation with an ACC of 0.60 in the occurrence frequency of Asian dust in March when using the closest initial dates for initial conditions.

Ensembles of neural network with stochastic optimization algorithms in predicting concrete tensile strength

  • Hu, Juan;Dong, Fenghui;Qiu, Yiqi;Xi, Lei;Majdi, Ali;Ali, H. Elhosiny
    • Steel and Composite Structures
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    • 제45권2호
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    • pp.205-218
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    • 2022
  • Proper calculation of splitting tensile strength (STS) of concrete has been a crucial task, due to the wide use of concrete in the construction sector. Following many recent studies that have proposed various predictive models for this aim, this study suggests and tests the functionality of three hybrid models in predicting the STS from the characteristics of the mixture components including cement compressive strength, cement tensile strength, curing age, the maximum size of the crushed stone, stone powder content, sand fine modulus, water to binder ratio, and the ratio of sand. A multi-layer perceptron (MLP) neural network incorporates invasive weed optimization (IWO), cuttlefish optimization algorithm (CFOA), and electrostatic discharge algorithm (ESDA) which are among the newest optimization techniques. A dataset from the earlier literature is used for exploring and extrapolating the STS behavior. The results acquired from several accuracy criteria demonstrated a nice learning capability for all three hybrid models viz. IWO-MLP, CFOA-MLP, and ESDA-MLP. Also in the prediction phase, the prediction products were in a promising agreement (above 88%) with experimental results. However, a comparative look revealed the ESDA-MLP as the most accurate predictor. Considering mean absolute percentage error (MAPE) index, the error of ESDA-MLP was 9.05%, while the corresponding value for IWO-MLP and CFOA-MLP was 9.17 and 13.97%, respectively. Since the combination of MLP and ESDA can be an effective tool for optimizing the concrete mixture toward a desirable STS, the last part of this study is dedicated to extracting a predictive formula from this model.

Deep Neural Network와 Convolutional Neural Network 모델을 이용한 산사태 취약성 매핑 (Landslide Susceptibility Mapping Using Deep Neural Network and Convolutional Neural Network)

  • 공성현;백원경;정형섭
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제38권6_2호
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    • pp.1723-1735
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    • 2022
  • 산사태는 가장 널리 퍼진 자연재해 중 하나로 인명 및 재산피해 뿐만 아니라 범 국가적 차원의 피해를 유발할 수 있기 때문에 효과적인 예측 및 예방이 필수적이다. 높은 정확도를 갖는 산사태 취약성도를 제작하려는 연구는 꾸준히 진행되고 있으며 다양한 모델이 산사태 취약성 분석에 적용되어 왔다. 빈도비 모델, logistic regression 모델, ensembles 모델, 인공신경망 등의 모델과 같이 픽셀기반 머신러닝 모델들이 주로 적용되어 왔고 최근 연구에서는 커널기반의 합성곱신경망 기법이 효과적이라는 사실과 함께 입력자료의 공간적 특성이 산사태 취약성 매핑의 정확도에 중요한 영향을 미친다는 사실이 알려졌다. 이러한 이유로 본 연구에서는 픽셀기반 deep neural network (DNN) 모델과 패치기반 convolutional neural network (CNN) 모델을 이용하여 산사태 취약성을 분석하는 것을 목적으로 한다. 연구지역은 산사태 발생 빈도가 높고 피해가 큰 인제, 강릉, 평창을 포함한 강원도 지역으로 설정하였고, 산사태 관련인자로는 경사도, 곡률, 하천강도지수, 지형습윤지수, 지형위치 지수, 임상경급, 임상영급, 암상, 토지이용, 유효토심, 토양모재, 선구조 밀도, 단층 밀도, 정규식생지수, 정규수분지수의 15개 데이터를 이용하였다. 데이터 전처리 과정을 통해 산사태관련인자를 공간데이터베이스로 구축하였으며 DNN, CNN 모델을 이용하여 산사태 취약성도를 작성하였다. 정량적인 지표를 통해 모델과 산사태 취약성도에 대한 검증을 진행하였으며 검증결과 패치기반의 CNN 모델에서 픽셀기반의 DNN 모델에 비해 3.4% 향상된 성능을 보였다. 본 연구의 결과는 산사태를 예측하는데 사용될 수 있고 토지 이용 정책 및 산사태 관리에 관한 정책 수립에 있어 기초자료 역할을 할 수 있을 것으로 기대된다.

18세기 로코코 패션에 나타난 시누아즈리[Chinoiserie] (Chinoiserie in the Eighteenth-Century Rococo Fashion)

  • 신주영;김민자
    • 복식
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    • 제56권1호
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    • pp.13-31
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    • 2006
  • This study will explore Rococo chinoiserie not only as a prominent style of the decorative arts in general, but also as an important factor that influenced $18^{th}$ century fashions in dress. Two premises support the conclusion of this study. One is that the chinoiserie is truly a hybrid, a totally new style resulting from the mixture of various traditional elements from the East and the West, with little regard for the authentic nature of the original styles. The other is that the geographical scope for defining the chinoiserie influence in the Rococo fashion can be expanded beyond its lexical meaning; the style eventually encompassed visual cues from various Eastern cultures including China, India and Turkey. Regardless of the specific origins, the oriental influences for Rococo fashion can be categorized into two types. The first type is a complete appropriation of structural elements of Eastern clothing, such as pagoda hats, pagoda sleeves, turbans decorated with plumes or fur-trimmed open robes and then combining them with Western dress. These exotic and fancy dress ensembles were worn as masquerades, theatrical costumes or portraits. One extraordinary example is the banyan, a man's dressing gown, which also had a place in everyday life, not just as special costume. Although the banyan became more tailored as time passed, the traditional shape of this Eastern garment was accepted unaltered in the beginning of the $18^{th}$ century. The second type of influence shows in the use of eastern textiles, especially silks, which were made into women's dress. It did not matter to the fashionable lady if her dress was made of the silk produced in China or a European copy of the Chinese original, as long as it satisfied her taste. It is difficult to detect the signs of exotic style from a glance in this type of chinoiserie dresses since it was more ambiguous and conservative adaptation of the oriental influence in Rococo dress styles than the first type. In this study, various oriental influences appearing in $18^{th}$ century Rococo fashions can be defined as part of the chinoiserie style based upon the suggested premises. No matter what the origin of these oriental fashions was, this hybrid of the East and West made one of great impacts on the most frivolous and splendid period of western fashion history.

'발열내복'이라 광고되는 시판 기능성 보온내복의 써멀 마네킹과 인체 착용 실험을 통한 체온조절 성능 평가 (Evaluation of Thermoregulatory Properties of Thermal Underwear Named as 'Heating Underwear' using Thermal Manikin and Human Performance Test)

  • 이효현;이영란;김지은;김시연;이주영
    • 한국의류산업학회지
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    • 제17권4호
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    • pp.657-665
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    • 2015
  • This study evaluated the thermoregulatory properties of functional thermal underwear ('heating underwear') in markets using a thermal manikin and human wear trials. One ordinary thermal underwear (ORD) and two functional thermal underwear (HEAT1 and HEAT2; manufactured goods, HEAT1: moisture absorbing heat release mechanism, HEAT2: heat storage, release mechanism) were chosen. Thermo-physiological and subjective responses were evaluated at an air temperature of $5.0{\pm}0.5^{\circ}C$ and air humidity of $30{\pm}5%RH$ with five male subjects ($21.6{\pm}1.3yr$ in age, $178.0{\pm}5.9cm$ in height, $68.2{\pm}5.9kg$ in body mass). Experimental conditions consisted of four ensembles that included winter clothes (Control: no underwear, ORD, HEAT1, HEAT2). Water-vapor resistance was greater in fabric of HEAT1 than others. The results were: 1) Total thermal insulation (IT) using a thermal manikin were not greater for HEAT1 (0.860clo) and HEAT 2 (0.873clo) than for ORD (0.886clo). 2) There were no significant differences in rectal temperature, mean skin temperature, heart rate and total body mass loss between the four conditions. Microclimate clothing temperature on the back was greater for ORD than for HEAT1 and HEAT2. Subjects felt more comfortable with HEAT1 than for others at rest. HEAT2 was higher in microclimate humidity when compared to other conditions. The results suggest that thermoregulatory properties of 'heating underwear' in market did not differ from those of ordinary thermal underwear in terms of total thermal insulation and thermoregulatory responses in a cold environment.

2006 F/W 런던/파리, 뉴욕, 서울 크로스 컬쳐럴 스트릿 패션 고찰 (Cross-cultural Observation of Street Fashion of 2006 F/W in London/paris, New York, and Seoul)

  • 김칠순
    • 한국의류학회지
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    • 제32권12호
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    • pp.1939-1949
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    • 2008
  • 본 연구의 목적은 파리, 런던, 뉴욕, 서울에서의 2006년 F/W 스트릿 패션을 고찰하여 다문화권적 현 추세에서 지역별 이질성 및 유사성을 확인하는 것으로 마켓에 있는 현재의 패션 트렌드를 이해하는 것에 중점을 두었다. 사진촬영법에 의하여 4개 지역의 패션 스트릿에서 같은 기간 동안 $20{\sim}50$대 여성들로 추정되는 대상들의 착장을 디지털 카메라를 사용하여 촬영한 후 데이터로 사용할 수 있는 신뢰성 있는 사진들로부터 필요한 정보를 SPSS에 입력하고 그 결과를 분석하였다. 런던/파리, 뉴욕, 서울로 마켓 지역을 세분화하여 고찰한 결과 서울은 서구 지역과는 달리 외의의 색상에서도 블랙이 강세이기 보다는 화이트, 베이지 계열이 높은 퍼센트를 차지하였고, 하의도 진이 주류를 이루었으며 투명한 스타킹 착용자가 많아 외모지향을 그대로 표출하였다. 상의 외투의 재료에 있어서는 런던/파리, 뉴욕, 서울은 유사하게 울 또는 그와 비슷한 소재가 강세를 이루었으나 뉴욕의 경우에는 검정색 힙 길이의 패딩 재킷과 스키니 바지를 입는 착장이 다른 지역보다 좀더 두드러져 차이를 보였다. 그러나 바지의 경우 전체적으로 스키니가 강세이며 런던/파리, 뉴욕에서 매우 높은 착장률을 보였고 이와는 다르게 서울 지역은 스키니도 강세이지만 미니나 쇼트 같은 하의가 타지역보다 비율이 높아서 상이한 착장실태를 보여주었다. 이와 같이 아이템별로 서울 사람들은 일부는 유러피언과 유사하고 일부는 뉴욕과 유사한 착장형태를 하고 있으며 또한 서울의 소비자들이 DIY 스타일도 보여 좀 더 다양하게 겨울 시즌에 옷을 연출하고 있음을 확인할 수 있었다. 이 연구는 착장실태에 관한 조사를 주로 하였으나 향후 각 패션 도시의 문화적 특성이나 소비자 행동에 관한 서베이를 동시에 병행하고 다년간 리서치를 진행한다면 좀더 학계 및 업계에 기여도가 클 것으로 사료된다.

도시기상서비스 기술 개발에 관한 연구 (On the Study of Developement for Urban Meteorological Service Technology)

  • 최영진;김창모;류찬수
    • 통합자연과학논문집
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    • 제4권2호
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    • pp.149-157
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    • 2011
  • Urbanization of the world's population has given rise to more than 450 cities around the world with populations in excess of 1 million (megacity) and more than 25 so-called metacities with populations over 10 million (Brinkhoff, 2010). The United States today has a total resident population of more than 308,500,000 people, with 81 percent residing in cities and suburbs as of mid - 2005 (UN, 2008). Urban meteorology is the study of the physics, dynamics, and chemistry of the interactions of Earth's atmosphere and the urban built environment, and the provision of meteorological services to the populations and institutions of metropolitan areas. While the details of such services are dependent on the location and the synoptic climatology of each city, there are common themes, such as enhancing quality of life and responding to emergencies. Experience elsewhere (e.g., Shanghai, Helsinki, Tokyo, Seoul, etc.) shows urban meteorological support is a key part of an integrated or multi-hazard warning system that considers the full range of environmental challenges and provides a unified response from municipal leaders. Urban meteorology has come to require much more than observing and forecasting the weather of our cities and metropolitan areas. Forecast improvement as a function of more and better observations of various kinds and as a function of model resolution, larger ensembles, predicted probability distributions; Responses of emergency managers, government officials, and users to improved and probabilistic forecasts; Benefits of improved forecasts in reduction of loss of life, property damage, and other adverse effects. A national initiative to enhance urban meteorological services is a high-priority need for a wide variety of stakeholders, including the general, commerce and industry, and all levels of government. Some of the activities of such an initiative include: conducting basic research and development; prototyping and other activities to enable very--short and short range predictions; supporting and improving productivity and efficiency in commercial and industrial sectors; and urban planning for long term sustainability. In addition urban test-beds are an effective means for developing, testing, and fostering the necessary basic and applied meteorological and socioeconomic research, and transitioning research findings to operations. An extended, multi-year period of continuous effort, punctuated with intensive observing and forecasting periods, is envisioned.

부도예측을 위한 확신 기반의 선택 접근법에서 앙상블 멤버 사이즈의 영향에 관한 연구 (Impact of Ensemble Member Size on Confidence-based Selection in Bankruptcy Prediction)

  • 김나라;신경식;안현철
    • 지능정보연구
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    • 제19권2호
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    • pp.55-71
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    • 2013
  • 부도예측을 위한 지식기반시스템에서 모델은 실적에 영향을 끼치는 주요한 요인이다. 예측 모형의 개발에 있어 초기 연구들은 통계기법 및 인공지능기법들을 이용하여 최고 실적을 가지는 단일 모델을 만드는데 주력하였다. 1980년대 중반 이후에는 다수 기술의 통합(하이브리드), 더 나아가, 다수 모델의 결과의 결합(앙상블) 기법이 수많은 실험에서 개별 모델들보다 더 나은 결과를 보여왔다. 다수 모델들의 출력값들을 결합하여 한 개의 최종 예측값을 산출하는 앙상블 모델링에서 결합기법은 앙상블의 예측 정확도에 영향을 끼치는 중요한 이슈이다. 본 논문은 부도예측을 위한 앙상블 결합기법으로서 앙상블 멤버들이 다른 유형의 연속형 수치 출력값들을 산출하더라도 통일된 확신을 측정할 수 있는 확신 기반의 선택 접근법을 제안하고 이에 대한 앙상블 멤버 사이즈의 영향을 연구하였다. 실험 결과는 앙상블 멤버들의 생성 타입에 따라 결합하는 모델 개수를 변화시켰을 때 가장 많은 기본 모델들을 가지는 앙상블에서의 제안 결합기법이 부도예측에 가장 자주 사용되는 다른 방법들에 비해서도 가장 높은 실적을 가진다는 것을 보였다.

Tuning of the Interparticle interactions in ultrafine ferrihydrite nanoparticles

  • Knyazev, Yuriy V.;Balaev, Dmitry A.;Yaroslavtsev, Roman N.;Krasikov, Aleksandr A.;Velikanov, Dmitry A.;Mikhlin, Yuriy L.;Volochaev, Mikhail N.;Bayukov, Oleg A.;Stolyar, Sergei V.;Iskhakov, Rauf S.
    • Advances in nano research
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    • 제12권6호
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    • pp.605-616
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    • 2022
  • We prepared two samples of ultrafine ferrihydrite (FH) nanoparticle ensembles of quite a different origin. First is the biosynthesized sample (as a product of the vital activity of bacteria Klebsiella oxytoca (hereinafter marked as FH-bact) with a natural organic coating and negligible magnetic interparticle interactions. And the second one is the chemically synthesized ferrihydrite (hereinafter FH-chem) without any coating and high level of the interparticle interactions. The interparticle magnetic interactions have been tuned by modifying the nanoparticle surface in both samples. The coating of the FH-bact sample has been partially removed by annealing at 150℃ for 24 h (hereinafter FH-annealed). The FH-chem sample, vice versa, has been coated (1.0 g) with biocompatible polysaccharide (arabinogalactan) in an ultrasonic bath for 10 min (hereinafter FH-coated). The changes in the surface properties of nanoparticles have been controlled by XPS. According to the electron microscopy data, the modification of the nanoparticle surface does not drastically change the particle shape and size. A change in the average nanoparticle size in sample FH-annealed to 3.3 nm relative to the value in the other samples (2.6 nm) has only been observed. The estimated particle coating thickness is about 0.2-0.3 nm for samples FH-bact and FH-coated and 0.1 nm for sample FH-annealed. Mössbauer and magnetization measurements are definitely shown that the drastic change in the blocking temperature is caused by the interparticle interactions. The experimental temperature dependences of the hyperfine field hf>(T) for samples FH-bact and FH-coated have not revealed the effect of interparticle interactions. Otherwise, the interparticle interaction energy Eint estimated from the hf>(T) for samples FH-chem and FH-annealed has been found to be 121kB and 259kB, respectively.

극한강우량 산정을 위한 대규모 기후 앙상블 모의자료의 적용 (Application of a large-scale ensemble climate simulation database for estimating the extreme rainfall)

  • 김영규;손민우
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제55권3호
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    • pp.177-189
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    • 2022
  • 본 연구는 저빈도·고강도의 확률강우량 산정을 위해, 대규모 기후 앙상블 모의실험으로 생성된 d4PDF (Data for Policy Decision Making for Future Change)를 적용하는 것을 목적으로 수행되었다. 또한, d4PDF를 이용하여 산정된 확률강우량과 관측 자료 및 빈도해석을 통해서 산정된 확률강우량을 비교함으로써 빈도해석 과정의 적용에 따라 발생하는 불확실성을 분석하였다. 이와 같은 연구는 금산, 임실, 전주, 장수 관측소를 대상으로 수행되었다. d4PDF 자료는 총 50개의 앙상블로 구성되어있으며, 하나의 앙상블은 60년동안의 기상자료를 제공하기 때문에 한 지점에서 3,000개의 연 최대 일 강우량을 수집하는 것이 가능했다. 이와 같은 d4PDF의 특징을 토대로 본 연구는 빈도해석 방법을 적용하지 않고, 3000개의 연 최대 일강수량을 비모수적 접근법(Non-parametric approach)에 따라 규모별로 나열하여, 10년부터 1000년의 재현기간을 갖는 확률강우량을 산정했다. 그 후, 관측 자료와 Gumbel 및 GEV (General extreme value) 분포를 토대로 산정된 확률강우량과의 편차를 산정하였다. 그 결과, 재현기간과 관측 기간의 차이가 증가할수록 이 편차가 증가하였으며, 이 결과는 짧은 관측 기간과 빈도해석의 적용은 재현기간이 증가할수록 신뢰하기 어려운 확률강우량을 제시한다는 것을 의미한다. 반면에, d4PDF는 대규모 표본을 이용함으로써 이와 같은 불확실성을 최소화시켜 합리적인 저빈도·고강도의 확률강우량을 제시하였다.